import java.lang.management.BufferPoolMXBean;
import java.sql.SQLOutput;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.stream.Stream;

public class SudokuSolver {
    /*
    * 37. 解数独
    * 编写一个程序，通过填充空格来解决数独问题。
    * 数独的解法需 遵循如下规则：
    * 数字 1-9 在每一行只能出现一次。
    * 数字 1-9 在每一列只能出现一次。
    * 数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。（请参考示例图）
    * 数独部分空格内已填入了数字，空白格用 '.' 表示。
    *
    * board.length == 9
    * board[i].length == 9
    * board[i][j] 是一位数字或者 '.'
    * 题目数据 保证 输入数独仅有一个解
    * */
    public static void main(String[] args){
        SudokuSolver o = new SudokuSolver();
        char[][] board = new char[][]{
                {'5','3','.','.','7','.','.','.','.'},
                {'6','.','.','1','9','5','.','.','.'},
                {'.','9','8','.','.','.','.','6','.'},
                {'8','.','.','.','6','.','.','.','3'},
                {'4','.','.','8','.','3','.','.','1'},
                {'7','.','.','.','2','.','.','.','6'},
                {'.','6','.','.','.','.','2','8','.'},
                {'.','.','.','4','1','9','.','.','5'},
                {'.','.','.','.','8','.','.','7','9'}
        };
        o.mySolution(board);
        for (char[] c : board){
            Stream.of(c).forEach(System.out::print);
            System.out.println();
        }
    }

    // 我的想法：从第一个空格开始，从1开始填入一个数字，
    // 然后从再填下一个空格，枚举完所有情况，都不满足则回溯，填下一个数字
    // 能够，但时空开销不太理想
    public void mySolution(char[][] board){
        backTracking(board);
    }

    private boolean backTracking(char[][] board){
        for (int i = 0 ; i < 9; i++) {   // 遍历行
            for (int j = 0; j < 9; j++) {   // 遍历列
                if(board[i][j] == '.'){
                    for (int k = 1; k <= 9; k++) {  // 遍历填在这行的数
                        char val = (char) ('0' + k);
                        if(isValid(board, i, j, val)){
                            board[i][j] = val;
                            if(backTracking(board)) {
                                return true;
                            }
                            board[i][j] = '.';
                        }
                    }
                    // 9个数都试完了，都不行，那么就返回false
                    return false;
                }
            }
        }
        // 遍历完没有返回false，说明找到了合适棋盘位置了
        return true;
    }

    private boolean isValid(char[][] board, int row, int col, char val){
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            if(board[row][i] == val && i != col)
                return false;
        }
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            if(board[i][col] == val && i != row)
                return false;
        }
        int r = row/3 * 3;
        int c = col/3 * 3;
        for (int i = r; i < r+3 ; i++) {
            for (int j = c; j < c+3; j++) {
                if(board[i][j] == val && (i != row && j != col))
                    return false;
            }
        }
        return true;
    }
}
